课题化学电源

1、课题化学电源第1页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三1、实用电池的特点能产生稳定而且具有较高电压的电流。安全、耐用且便于携带。能适用于特殊用途。便于回收处理，不污染环境或对环境产生的影响较小。第2页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三2、确定原电池电极名称的方法： 方法一：根据电极材料的性质确定。 （1）对于金属金属电极，相对于电解质溶液来讲，活泼金属是负极，不活泼金属是正极。 第3页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三（2）对于金属非金属电极，金属是负极，非金属是正极 （3）对于金属化合物电极，金属是负极，化合物是正极 第4页，共38页

2、，2022年，5月20日，8点26分，星期三方法二：根据电极反应的本身来确定。 失电子的反应氧化反应负极；得电子的反应还原反应 正极。第5页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三3、原电池的正负极和电子流向 如何判断？负极（）： 电 子电 流是不活泼金属或非金属，正极（+）：是活泼金属，本身失去电子，发生氧化反应。进电子 ，本身不反应，得电子发生还原反应。是溶液中的阳离子第6页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三3、化学电源分类：一次电池和二次电池第7页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三普通锌锰电池碱性电池 镍镉电池小型高性能燃料电池 锂离

3、子电池 镍氢电池 第8页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三5、常见电池介绍：第9页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三1、锌锰电池：（普通家用电池）第10页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三（1）锌锰电池：是用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉末，吸收正极放出的氢气，防止产生极化现象。电极反应为：负极（锌筒）：Zn2e= Zn2+正极（石墨）：2NH4+2e=2NH3+2H2 H2+2MnO2=2MnO（OH）第11页，共38页，2022年，5

4、月20日，8点26分，星期三淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的迁移速率。电池的总反应式为：Zn+2MnO2+2NH4Cl= Zn（NH3）2Cl2+ZnCl2+2MnO（OH）干电池电动势通常为1.5V，不能充电再生。 第12页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三（2）银锌原电池（纽扣式电池）：是用不锈钢制成的一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，形似纽扣，故称纽扣电池。盒内一端填充氧化银和石墨组成的正极活性材料，另一端填充锌汞合金组成的负极活性材料。电极反应如下：锌：Zn+2OH2e=Zn（OH）2 氧化银：Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH第13页，共38页，2022年

5、，5月20日，8点26分，星期三锌是负极，发生氧化反应；氧化银是正极，发生还原反应。总反应为：Zn+Ag2O+H2O Zn（OH）2+2Ag 电池电动势通常为1.59V，使用寿命较长。放电充电第14页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三（3）铅蓄电池：是用硬橡胶或透明塑料制成的长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极板是海绵状的金属铅，两极浸在H2SO4溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。铅蓄电池既可放电也可充电。放电时起到原电池的作用，电极反应式为：负极（Pb）：Pb+SO42-2e=PbSO4正极（PbO2）：PbO2+SO42+4H+2e= PbSO4+

6、2H2O第15页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三总反应：Pb+ PbO2+2H2SO4 2PbSO4 +2H2O当放电进行到硫酸的浓度降低，溶液的密度达到1.18gcm3时应停止使用，需充电。放电充电第16页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三（4）镍氢电池的充放电特性：镍氢电池由镍氢化合物正电极、储氢合金负电极以及碱性电解液(比如30%的氢氧化钾溶液)组成，充、放电时的电化学反应式如下：电池正极：NiO（OH）+ e- NiO+OH-电池负极： MH+OH- -e- M+H2O第17页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三电池总反应：

7、MH+NiO(OH) NiO+M+H2O在以上各方程中，(正方向)正向化学反应方向为蓄电池放电时的化学反应方向，(反方向)反向化学反应方向为蓄电池充电时的化学反应方向。放电充电第18页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三（5）氢氧燃料电池，它是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为活化电极，碳电极上嵌有微细分散的铂等金属作催化剂，如铂电极、活性炭电极等，具有很强的催化活性。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。第19页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三电极反应式为(碱性)：负极 2H24OH4e4H2O 正极 22H2O4e4OH电池

8、总反应式为：2H222H2O第20页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三电极反应式为(酸性)：负极 2H2- 4e-= 4H+正极 O2+ 4H+ 4e-= 2H2O 电池总反应式为：2H222H2O第21页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三讲解P42活动与探究：第22页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三（6）甲烷燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。电极反应式为：负极：CH410OH8e CO32- 7H2O；正极：4H2O2O28e 8OH。电池总反应式为：CH42O22KOHK2CO33H

9、2O 第23页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三甲醇空气燃料电池是最近摩托罗拉公司发明的一种由甲醇和氧气以及强碱作为电解质溶液的新型手机电池，电量是现有镍氢电池或锂电池的10倍。其电极反应式为：负极：2CH3OH+16OH-12e-=2CO32-+12H2O正极：3O2+6H2O+12e-=12OH-总反应式为：2CH3OH+3O2+4OH-= 2CO32- +6H2O第24页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三第25页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三（1）、电极材料及原料7、锂电池摩托罗拉6188/6288原装锂电池索尼数码相机锂电

10、池（2）、电解质溶液金属锂作负极，石墨作正极。无机溶剂亚硫酰氯SOCl2在碳极上发生还原反应。电解液是由四氯铝化锂LiAlCl4溶解于亚硫酰氯中组成。第26页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三（3）电池的总反应式为：8Li3SOCl26LiClLi2SO32S锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其它金属作负极相比较，能在较小的体积和质量下能放出较多的电能，放电时电压十分稳定，贮存时间长，使用寿命大大延长。锂电池是一种高能电池，它具有质量轻、电压高、工作效率高和贮存寿命长的优点，已用于电脑、照相机、手表、心脏起博器上工作。 第27页，共38页，2022年，5

11、月20日，8点26分，星期三8、海水电池：1991年，我国首创以铝空气海水电池为能源的新型电池，用作海水标志灯已研制成功。 该电池以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。负极材料是铝，正极材料可以用石墨。第28页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三电极反应式为：负极反应：Al3eAl3+， 正极反应：2H2OO24e4OH。电池总反应式为：4Al3O26H2O4AlOH3这种海水电池其能量比干电池高2050倍。第29页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三9、碱性镍镉电池该电池以Cd和N

12、iO(OH)作电极材料，NaOH作电解质溶液。其电极反应式为：负极：Cd+2OH-2e-=Cd(OH)2正极：2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-总反应式为：Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2第30页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三10、熔融盐燃料电池该电池用Li2CO3和的Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在6500C下工作的燃料电池。熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。其电极反应式为：负极：2CO+2CO32-4e-=4CO2正极：O2+2CO2+

13、4e-=2CO32-总反应式为：2CO+O2=2CO2第31页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三练习：甲醇燃料电池可用于笔记本电脑等，它一极通入氧气，另一极通入甲醇；电解质能传导H+。电池工作时， 2CH3OH3O2 = 2CO24H2O ,下列说法正确的是( )A.通甲醇一极为正极 。 B.正极电极反应式 3O2 + 12H+ + 12e- = 6H2O C.电池工作时电子从甲醇一极流向氧气一极。 D. 当转移24mole-时，消耗的甲醇2mol第32页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三 随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议

14、事日程，其首要原因是 A利用电池外壳的金属材料 B防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D回收其中石墨电极练习与巩固答案为B第33页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式： 阳极反应式：2CO+2CO32- 4CO2+4e- 阴极反应式：_ 总电池反应式：_练习与巩固2CO+O22CO2O2+2CO2+4e-2CO32- 第3

15、4页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三 1、氢氧燃料电池以H2为还原剂，O2为氧化剂，电极为多孔镍，电解液为30%的KOH溶液，下列有关叙述正确的是（ ）负极反应为4OH-4-=O22H2O负极反应为H22OH-2-=2H2O工作时正极区pH升高，负极区pH降低工作时溶液中阴离子移向正极A、 B、 C、 D、 拓展练习 ：第35页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三2、可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反应Br2+2e-=2Br- 2Br-2e-=Br2 Zn-2e-=Zn2+ Zn2+2e-=Zn 其中表示放电时的负极反应和放电时的正极反应的分别是 （ ）A、和 B、和 C、和 D、和第36页，共38页，2022年，5月20日，8点26分，星期三3、将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸中，使两极相隔一段较长距离下列叙述中正确的是 （ ）A、正极附近SO42的浓度逐渐增大 B、正极附近Zn2+的浓度逐渐增大C、负极附近Zn2+浓度明显减小 D、正极附近H+浓度明显减小第37页，共38页，2022年，5月20日，8点26